package com.du.algorithm.primary;

import java.util.Arrays;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.stream.Collectors;

/**
 * @desc: 数组
 * @author: shuangdu
 * @date: 2021/12/30
 * @since: 1.8
 */
public class Array {

    // 删除排序数组中的重复项
    // 一个有序数组nums，原地删除重复出现的元素，使每个元素只出现一次，返回删除后数组的新长度
    public static int removeRepeatNum() {
        System.out.println("// 删除排序数组中的重复项");
        int[] nums = {1, 2, 3, 3, 6, 9, 14, 14, 22, 23, 25, 25, 25};
        int space = 1;
        int endIndex = nums.length - 1;
        for (int p = 0; p < nums.length; p++) {
            int q = p + space;
            for (;q < nums.length; q++) {
                if (nums[p] != nums[q]) {
                    break;
                }
            }
            if (q >= nums.length) {
                endIndex = p;
                break;
            }
            // 移动
            if(p + 1 != q) {
                nums[p + 1] = nums[q];
            }
            space = q - p;
        }
        System.out.println("结束下标：" + endIndex);
        for (int p = 0; p < nums.length; p++) {
            if (p <= endIndex) {
                System.out.print(nums[p] + ",");
            } else {
                System.out.print("\n");
                break;
            }
        }
        // 新数组长度为 [0, endIndex]
        return endIndex + 1;
    }

    public static int removeRepeatNum1() {
        int[] nums = {1, 1, 1, 3, 3, 6, 9, 14, 14, 22, 23, 25, 25, 25};
        int index = 1;
        for (int p = 1; p < nums.length; p++) {
            if (nums[p] != nums[p -1] ) {
                nums[index ++] = nums[p];
                System.out.println(Arrays.toString(nums));
            }
        }
        int[] t = new int[index];
        System.arraycopy(nums, 0, t, 0, index);
        System.out.println(Arrays.toString(t));
        return index;
    }

    // ======================================================= //

    // 买卖股票的最佳时机
    // 给定一个数组prices，其中prices[i]是一直给定股票第i天的价格
    // 设计一个算法来计算你所能获得的最大利润，你可以尽可能的完成更多交易
    // 注意：不能同时参与多比交易
    public static int shareMaxProfit() {
        System.out.println("// 买卖股票的最佳时机");
        // 3 + 3 + 2
        int[] prices = {7, 10, 13, 15, 1, 14, 16, 17, 13};
        // 二维数组 a[i][0] 手上没股票的利润, a[i][1] 手里有股票的利润
        // 转移方程
        // a[i][0] i天手上没有股票的利润为： 前一天手上没有股票 a[i - 1][0] 或者 前一天手上的股票的利润 + 卖出的价格
        // 收益最大化：a[i][0] = max(a[i - 1][0], a[i - 1][1] + price[i])
        // a[i][1] i天手里有股票的利润为： 前一天手上股票的利润 a[i - 1][1] 或者 手上没股票的利润 - 股票的价格
        // 收益最大化：a[i][1] = max(a[i - 1][1], a[i - 1][0] - price[i])
        // a[0][0] = 0 , a[0][1] = -price[0]
        // 而且最后手上没股票的利润 总是 大于 手上有股票的利润 ， a[i][0] > a[i][1]
        // 所以只需要返回出a[i][0]的值
        int[][] dp = new int[prices.length][2];
        dp[0][0] = 0;
        dp[0][1] = - prices[0];
        for (int i = 1; i < prices.length; i++) {
            dp[i][0] = Math.max(dp[i - 1][0], dp[i - 1][1] + prices[i]);
            dp[i][1] = Math.max(dp[i - 1][1], dp[i - 1][0] - prices[i]);
            System.out.print(i + ": ");
            System.out.println(dp[i][0] + ", " + dp[i][1]);
        }
        System.out.println(Arrays.toString(dp));
        return dp[prices.length - 1][0];
    }

    // ======================================================= //

    // 旋转数组
    // 如数组：[1, 2, 3, 4] 步数：2
    // 第一步：[4, 1, 2, 3]
    // 第二步：[3, 4, 1, 2]
    public static int[] revertArray(int[] array, int step) {
        System.out.println("// 旋转数组");
        int count = step % array.length;
        int[] temp = new int[array.length];
        for (int i = 0; i<array.length; i++) {
            temp[i] = array[i];
        }

        for (int i = 0; i<array.length; i++) {
            array[(i + count) % array.length] = temp[i];
        }
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        return array;
    }

    // ======================================================= //

    // 词组中最长的单词
    // 给出一个字符串数组 words 组成的一本英语词典。返回 words 中最长的一个单词，该单词是由 words 词典中其他单词逐步添加一个字母组成。
    // 若其中有多个可行的答案，则返回答案中字典序最小的单词。若无答案，则返回空字符串。
    // 例1:
    // 输入：words = ["w","wo","wor","worl", "world"]
    // 输出："world"
    // 解释：单词"world"可由"w", "wo", "wor", 和 "worl"逐步添加一个字母组成。
    // 例2:
    // 输入：words = ["a", "banana", "app", "appl", "ap", "apply", "apple"]
    // 输出："apple"
    // 解释："apply" 和 "apple" 都能由词典中的单词组成。但是 "apple" 的字典序小于 "apply"
    public static String searchMaxLengthWord(String[] words) {
        PrefixTree tree = new PrefixTree();
        PrefixTree.TrieNode root = new PrefixTree.TrieNode();
        for (String word : words) {
            tree.insert(root, word);
        }
        return search(root, "", "");
    }

    private static String search(PrefixTree.TrieNode root, String res, String path) {
        if (res.length() < path.length() || (res.length() == path.length() && res.compareTo(path) > 0)) {
            res = path;
        }
        PrefixTree.TrieNode[] child = root.getChild();
        for (int i = 0; i < child.length; i++) {
            if (child[i] != null) {
                // 如果当前字符是某一个字符串的结尾
                if (child[i].isValid()) {
                    char _i = (char)('a' + i);
                    path = path + _i;
                    // 递归寻找
                    res = search(child[i], res, path);
                    // 回溯
                    path = path.substring(0, path.length() - 1);
                }
            }
        }

        return res;
    }

    // ======================================================= //
    /**
     * 存在重复元素
     * 给你一个整数数组 nums 。如果任一值在数组中出现 至少两次 ，返回 true ；如果数组中每个元素互不相同，返回 false 。
     * 例1：
     * 输入：nums = [1,2,3,1]
     * 输出：true
     * 例2：
     * 输入：nums = [1,2,3,4]
     * 输出：false
     * 例3：
     * 输入：nums = [1,1,1,3,3,4,3,2,4,2]
     * 输出：true
     * @param array
     * @return
     */
    public static boolean containsDuplicate(int[] array) {
        // 使用hash处理
        if (array.length >= 2) {
            Integer[] hash = new Integer[array.length];
            for (int num : array) {
                int temp = Math.abs(num);
                int index = temp % array.length;
                int salt = 1;
                while (hash[index] != null) {
                    if (hash[index] == num) {
                        // 相同
                        System.out.println("存在相同元素:" + num);
                        return true;
                    }
                    index = (temp + (salt++)) % array.length;
                }
                hash[index] = num;
            }
        }
        System.out.println("不存在相同元素");
        return false;
    }

    // ======================================================= //
    /**
     * 只出现一次的数字
     * 给定一个非空整数数组，除了某个元素只出现一次以外，其余每个元素均出现两次。找出那个只出现了一次的元素。
     * 说明：你的算法应该具有线性时间复杂度。 你可以不使用额外空间来实现吗？
     * 示例 1:
     * 输入: [2,2,1]
     * 输出: 1
     * 示例 2:
     * 输入: [4,1,2,1,2]
     * 输出: 4
     */
    public static int onlyOnceNum(int[] nums) {
        int num;
        // 排序后相同的元素会依次排列
        // 如[1,2,1,2,3] -> [1,1,2,2,3]
        fastSort(nums);
        // 从第2个元素开始，每次移动2位
        for (int i = 1; i < nums.length; i = i + 2) {
            // 如果nums[i] != nums[i-1]，则i-1元素必定只出现一次
            if (nums[i] != nums[i-1]) {
                num = nums[i-1];
                System.out.println(num);
                return num;
            }
        }
        // 因为每次移动2位，循环未找到，则最后一个元素就是只出现一次
        num = nums[nums.length - 1];
        System.out.println(num);
        return num;
    }

    /**
     * 两数之和
     * 给定一个整数数组 nums 和一个整数目标值 target，请你在该数组中找出 和为目标值 target  的那 两个 整数，并返回它们的数组下标。
     *
     * 你可以假设每种输入只会对应一个答案。但是，数组中同一个元素在答案里不能重复出现。
     *
     * 你可以按任意顺序返回答案。
     *
     *
     * 示例 1：
     *
     * 输入：nums = [2,7,11,15], target = 9
     * 输出：[0,1]
     * 解释：因为 nums[0] + nums[1] == 9 ，返回 [0, 1] 。
     * 示例 2：
     *
     * 输入：nums = [3,2,4], target = 6
     * 输出：[1,2]
     * 示例 3：
     *
     * 输入：nums = [3,3], target = 6
     * 输出：[0,1]
     */
    public static int[] twoSum(int[] nums, int target) {
        // map解法，效率O(n)
        Map<Integer, Integer> map = new HashMap<>();
        for (int i = 0; i < nums.length; i++) {
            if (map.containsKey(target - nums[i])) {
                int[] res = {map.get(target - nums[i]), i};
                System.out.println(Arrays.toString(res));
                return res;
            }
            map.put(nums[i], i);
        }

        // 未找到
        throw new RuntimeException("not matched");
    }


    /**
     * 两数相加
     * 给你两个 非空 的链表，表示两个非负的整数。它们每位数字都是按照 逆序 的方式存储的，并且每个节点只能存储 一位 数字。
     *
     * 请你将两个数相加，并以相同形式返回一个表示和的链表。
     *
     * 你可以假设除了数字 0 之外，这两个数都不会以 0 开头。
     *
     * 示例 1：
     *
     * 输入：l1 = [2,4,3], l2 = [5,6,4]
     * 输出：[7,0,8]
     * 解释：342 + 465 = 807.
     * 示例 2：
     *
     * 输入：l1 = [0], l2 = [0]
     * 输出：[0]
     * 示例 3：
     *
     * 输入：l1 = [9,9,9,9,9,9,9], l2 = [9,9,9,9]
     * 输出：[8,9,9,9,0,0,0,1]
     *  
     *
     * 提示：
     *
     * 每个链表中的节点数在范围 [1, 100] 内
     * 0 <= Node.val <= 9
     * 题目数据保证列表表示的数字不含前导零
     */
    public static class ListNode {
        int val;
        ListNode next;

        ListNode() {
        }

        ListNode(int val) {
            this.val = val;
        }

        ListNode(int val, ListNode next) {
            this.val = val;
            this.next = next;
        }

        @Override
        public String toString() {
            StringBuilder sb = new StringBuilder();
            ListNode node = this;
            while (true) {
                if (node == null) {
                    return sb.toString();
                }
                sb.append(node.val);
                node = node.next;
            }
        }
    }
    public static ListNode addTwoNumbers(ListNode l1, ListNode l2) {
        System.out.println("两数为：" + l1 + "," + l2);
        ListNode node = new ListNode();
        ListNode pre = node;
        int carry = 0;
        while (l1 != null || l2 != null) {
            int x = l1 == null ? 0 : l1.val;
            int y = l2 == null ? 0 : l2.val;
            int sum = x + y + carry;

            carry = sum > 9 ? 1 : 0;
            sum = sum % 10;

            pre.next = new ListNode(sum);

            pre = pre.next;
            if (l1 != null) {
                l1 = l1.next;
            }
            if (l2 != null) {
                l2 = l2.next;
            }
        }

        if (carry == 1) {
            pre.next = new ListNode(carry);
        }

        System.out.println(node.next.toString());

        return node.next;
    }

    public static void fastSort(int[] arr) {
        partitionArr(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    private static void partitionArr(int[] arr, int start, int end) {
        if (start > end || start < 0 || end > arr.length) return;
        int first = start;
        int second = start;
        int basic = arr[end];
        while (second != end) {
            if (arr[second] <= basic) {
                // second指向的数比较小，则和first指针交换位置
                swap(arr, first, second);
                first++;
            }
            second++;
        }

        // 最后将basic指针与first指针交换位置
        swap(arr, first, end);
        // 现在first左边的都是比它小的数，右边都是比它大的数
        // 在循环遍历左边和右边
        partitionArr(arr, 0, first - 1);
        partitionArr(arr, first + 1, end);
    }


    public static void swap(int[] arr, int s, int t) {
        int temp = arr[s];
        arr[s] = arr[t];
        arr[t] = temp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        //
        exec("删除排序数组中的重复项", Array::removeRepeatNum1);

        //
        exec("买卖股票的最佳时机", Array::shareMaxProfit);

        exec("旋转数组", () -> revertArray(new int[]{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}, 3));

        //
        exec("存在重复元素", () -> containsDuplicate(new int[]{170,-368,148,672,397,-369,-788,192,171,309,-615,-237, 172, -237}));

        exec("字节转换", () -> byteConvert(490039161224L, UnitType.BYTE));

        exec("词组中最长的单词", () -> searchMaxLengthWord(new String []{"a","banana","app","appl","ap","apply","apple","b", "ba", "ban", "bana", "bana"}));

        //
        exec("两数之和", () -> twoSum(new int[]{3, 1, 2, 4, 3}, 6));

        exec("两数相加", () -> {
            ListNode l1 = new ListNode(2);
            l1.next = new ListNode(4);
            l1.next.next = new ListNode(3);
            l1.next.next.next = new ListNode(1);

            ListNode l2 = new ListNode(5);
            l2.next = new ListNode(6);
            l2.next.next = new ListNode(6);

            addTwoNumbers(l1, l2);
        });

        exec("只出现一次的数字", () -> onlyOnceNum(new int[]{1, 5, 6, 8, 5, 8, 6, 9, 10, 9, 1, 10, 0}));
    }

    /**
     * 字节转换(近似值)
     * @param size
     * @param unitType
     */
    public static void byteConvert(long size, UnitType unitType) {
        long t = size;
        long res = t;
        List<UnitType> unitTypes = UnitType.unitArray(unitType);
        UnitType skip = UnitType.BYTE;
        for (UnitType unit : unitTypes) {
            if ((t = res >> unit.length) > 0) {
                skip = unit;
                res = t;
            } else {
                break;
            }
        }

        System.out.println(res + (skip.name));
    }

    public enum UnitType {
        BIT(0, "bit", "比特"),
        BYTE(3, "B", "字节"),
        KB(10, "KB", "千字节"),
        MB(20, "MB", "兆字节"),
        GB(30, "GB", "千兆字节"),
        TB(40, "TB", "太字节"),
        PB(50, "PB", "拍字节"),
        EB(60, "EB", "艾字节");

        private final int length;
        private final String name;
        private final String cName;
        UnitType(int length, String name, String cName) {
            this.length = length;
            this.name = name;
            this.cName = cName;
        }

        public static List<UnitType> unitArray(UnitType basic) {
            UnitType[] types = UnitType.values();
            return Arrays.stream(types).filter(i -> i.length > basic.length).collect(Collectors.toList());
        }
    }

    public static void exec(String title, Func func) {
        System.out.println("\n=>" + title);
        long s = System.currentTimeMillis();
        func.process();
        System.out.println("耗时:"+ (System.currentTimeMillis() - s) + "ms");
    }

    interface Func {
        void process();
    }
}
